Ejercicio resuelto de Sistema periódico · Química · 2026

a) Indique la configuración electrónica del gas noble del cuarto periodo y del elemento con $Z = 72$. [0,50 puntos]

b) Escriba un conjunto de números cuánticos válido que corresponda con el electrón diferenciador de un elemento cuya configuración sea $[\text{Kr}]\ 5s^{2}\,4d^{7}$. [0,50 puntos]

c) Defina electronegatividad. [0,25 puntos]

d) Razone si entre un elemento del segundo periodo y el grupo 13 y un elemento del tercer periodo y el grupo 17 se formará un enlace iónico o covalente. [0,25 puntos]

e) Razone si la molécula de amoniaco puede formar o no puentes de hidrógeno. [0,50 puntos]

Datos: Números atómicos: $\text{H} = 1$; $\text{N} = 7$.

$\textbf{a) Indique la configuración electrónica del gas noble del cuarto periodo y del elemento con Z = 72. [0,50 puntos]}$

Los gases nobles cierran cada periodo, de modo que el del cuarto es el que ocupa la última casilla de esa fila: el kriptón, con $Z = 36$. Siguiendo el orden de llenado:

$\mathrm{Kr}\ (Z = 36): \quad 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^6$

Para $Z = 72$ conviene apoyarse en el gas noble anterior, el xenón ($Z = 54$), y colocar los 18 electrones restantes:

$Z = 72: \quad [\mathrm{Xe}]\ 6s^2\,4f^{14}\,5d^{2}$

Se trata del hafnio, un metal de transición del sexto periodo. La comprobación es inmediata: $54 + 2 + 14 + 2 = 72$.

$\textbf{b) Escriba un conjunto de números cuánticos válido que corresponda con el electrón diferenciador de un elemento cuya configuración sea [Kr] 5s² 4d⁷. [0,50 puntos]}$

El electrón diferenciador es el último que se coloca, y aquí cae en el subnivel $4d$, que fija ya dos de los cuatro números:

$n = 4 \qquad l = 2$

Con $l = 2$ hay cinco orbitales, $m = -2, -1, 0, +1, +2$. Por la regla de Hund, los cinco primeros electrones se colocan desapareados con el mismo espín y solo a partir del sexto empiezan a aparearse; el séptimo, que es el diferenciador, entra en el segundo orbital ya ocupado:

$(n, l, m, s) = \left(4,\ 2,\ -1,\ -\tfrac{1}{2}\right)$

$\textbf{c) Defina electronegatividad. [0,25 puntos]}$

La electronegatividad es la tendencia que tiene un átomo a atraer hacia sí el par de electrones que comparte en un enlace covalente. No es una energía medible sobre un átomo aislado, sino una propiedad relativa, y crece hacia la derecha y hacia arriba de la tabla periódica.

$\textbf{d) Razone si entre un elemento del segundo periodo y el grupo 13 y un elemento del tercer periodo y el grupo 17 se formará un enlace iónico o covalente. [0,25 puntos]}$

El primero es el boro y el segundo, el cloro. Los dos son no metales, con electronegatividades parecidas (2,0 y 3,0), así que la diferencia es del orden de una unidad: no hay transferencia de electrones, sino que se comparten. El enlace será $\textbf{covalente}$, y el compuesto resultante, el $\mathrm{BCl_3}$, es molecular.

$\textbf{e) Razone si la molécula de amoniaco puede formar o no puentes de hidrógeno. [0,50 puntos]}$

Sí puede, porque cumple las dos condiciones que se exigen. Por un lado, sus hidrógenos están unidos a nitrógeno, uno de los tres elementos (F, O, N) lo bastante electronegativos y pequeños para dejar el hidrógeno muy desprotegido:

$\mathrm{N}\ (Z = 7): \quad 1s^2\,2s^2\,2p^3$

Por otro, al nitrógeno le queda un par de electrones no enlazante que puede aceptar el puente de una molécula vecina. Esos enlaces intermoleculares explican que el amoniaco tenga un punto de ebullición muy superior al de los demás hidruros de su grupo.